Часть 5

Индивидуальные доказательства

1. JE Knapp, D. Caroll, JE Lawson, SR Ernst, LJ Reed, ML Hackert : Эксперименты, очистка и структурный анализ тримерной формы каталитического домена дигидролипонамидсукцинилтрансферазы Escherichia coli. В: Protein Sci. 9. С. 37-48, 2000.
2. ^ Х. Роберт Хортон, Лоуренс А. Моран, К. Грей Скримджер, Марк Д. Перри, Дж. Дэвид Рон и Карстен Биле (переводчик): Biochemie . Исследования Пирсона; 4-е обновленное издание 2008 г .; ISBN 978-3-8273-7312-0 ; С. 536.
3. RN Перхам: качающиеся руки и качающиеся домены в многофункциональных ферментах: каталитические машины для многоступенчатой ​​реакции. В: Анну. Rev. Biochem. 69, стр. 961-1004, 2000.
4. Май, X. и Адамс, MW. (1996): Характеристика четвертого типа фермента, окисляющего 2-кетокислоту, из гипертермофильных архей: 2-кетоглутарат ферредоксин оксидоредуктазы из Thermococcus litoralis . В кн . : Бактериологический журнал.
5. Baughn AD, Garforth SJ, Vilchèze C, Jacobs WR: Альфа-кетоглутарат ферредоксин оксидоредуктаза анаэробного типа завершает окислительный цикл трикарбоновых кислот Mycobacterium tuberculosis . В: PLoS Pathog . . 5, № 11, ноябрь 2009 г., стр. E1000662. DOI . . (полный текст).

Инструкция по применению

Стандартная доза аргинина ААКГ для взрослого человека составляет 6-8 г в сутки. Максимальная терапевтическая дозировка – около 10 г. Чтобы улучшить усвояемость нутриента, суточную порцию можно разделить на 2 приема.

Для максимальной эффективности аргинин рекомендуется принимать за 30 минут до тренировки. В дни отдыха от спортивных занятий диетологи советуют пить ААКГ утром и вечером, чтобы повысить уровень гормона роста, а также снабдить организм энергией. Продолжительность приема БАДов – около 2 месяцев. Спортсмены и бодибилдеры могут использовать добавки более длительно.

Смотрите видео о лучших средствах для пампинга и выносливости:

Аргинин или Цитрулин малат / Оксид Азота

Функции [ править ]

Аланин трансаминаза

Фермент аланинаминотрансфераза преобразует α-кетоглутарат и L — аланин с L -glutamate и пируват , соответственно, в качестве обратимого процесса.

Цикл Кребса

α-Кетоглутарат является ключевым промежуточным продуктом в цикле Кребса , идущим после изоцитрата и до сукцинил-КоА . Анаплеротические реакции могут восполнить цикл на этом этапе путем синтеза α-кетоглутарата путем трансаминирования глутамата или посредством действия глутаматдегидрогеназы на глутамат.

Образование аминокислот

Глутамин синтезируется из глутамата глутамин синтетазой, которая использует аденозинтрифосфат для образования глутамилфосфата; этот промежуточный продукт подвергается атаке аммиака как нуклеофила с образованием глутамина и неорганического фосфата. Пролин, аргинин и лизин (у некоторых организмов) также являются синтезируемыми другими аминокислотами. Эти три аминокислоты получают из глутамата с добавлением дополнительных стадий или ферментов для облегчения реакций.

Транспортер азота

Другая функция — объединение с азотом, высвобождаемым в клетках, что предотвращает перегрузку азотом.

α-Кетоглутарат — один из важнейших переносчиков азота в метаболических путях. Аминогруппы аминокислот присоединяются к нему (путем трансаминирования ) и переносятся в печень, где происходит цикл мочевины .

α-Кетоглутарат трансаминируется вместе с глутамином с образованием возбуждающего нейромедиатора глутамата . Затем глутамат может быть декарбоксилирован (для чего требуется витамин B ₆ ) в ингибирующий нейромедиатор гамма-аминомасляную кислоту .

Сообщается, что высокий уровень аммиака и / или высокий уровень азота может возникать при высоком потреблении белка , чрезмерном воздействии алюминия, синдроме Рея , циррозе и нарушении цикла мочевины . необходима цитата

Он играет роль в детоксикации аммиака в головном мозге.

Связь с молекулярным кислородом

Действуя как вспомогательный субстрат для α-кетоглутарат-зависимой гидроксилазы , он также играет важную роль в реакциях окисления с участием молекулярного кислорода.

Молекулярный кислород (O ₂ ) непосредственно окисляет многие соединения с образованием полезных продуктов в организме, таких как антибиотики , в реакциях, катализируемых оксигеназами . Во многих оксигеназах α-кетоглутарат помогает реакции, окисляясь основным субстратом . EGLN1 , одна из α-кетоглутарат-зависимых оксигеназ, является сенсором O ₂ , информирующим организм об уровне кислорода в окружающей его среде. требуется разъяснение

В сочетании с молекулярным кислородом альфа-кетоглутарат является одним из требований для гидроксилирования пролина до гидроксипролина при производстве коллагена 1 типа .

Антиоксидант

α-Кетоглутарат, который выделяется несколькими типами клеток, снижает уровень перекиси водорода , а α-кетоглутарат истощается и превращается в сукцинат в средах для культивирования клеток.

Долголетие

Исследования показали, что α-кетоглутарат связан с увеличением продолжительности жизни нематодных червей
и увеличением продолжительности жизни / здоровья у мышей.

Иммунная регуляция

Исследование показало, что в условиях отсутствия глутамина α-кетоглутарат способствует дифференцировке наивных CD4 + Т-клеток в TH1, в то же время ингибируя их дифференцировку в противовоспалительные Treg-клетки.

Состав

Механизм ферментативного катализа BCKDC во многом основан на сложной структуре этого большого ферментного комплекса. Этот ферментный комплекс состоит из трех каталитических компонентов: альфа-кетокислот дегидрогеназа (также называемая компонентом E ₁ ), дигидролипоил трансацилазы ( компонент E ₂ ) и дигидролипоамид дегидрогеназа ( компонент E ₃ ). У людей 24 копии E _2, расположенные с октаэдрической симметрией, образуют ядро ​​BCKDC. Нековалентно с этим полимером из 24 субъединиц E ₂ связаны 12 тетрамеров E ₁ α ₂ β 2 и 6 гомодимеров E ₃ . Помимо E ₁ / E _3- связывающего домена, в субъединице E ₂ есть 2 других важных структурных домена : (i) липоил-несущий домен в аминоконцевой части белка и (ii) внутренний — основной домен в карбокси-концевой части. Внутренний сердцевинный домен связан с двумя другими доменами субъединицы E ₂ двумя междоменными сегментами (линкерами). Внутренний сердцевинный домен необходим для образования олигомерного ядра ферментного комплекса и катализирует реакцию ацилтрансферазы (показано в разделе «Механизм» ниже). Липоильный домен E ₂ может свободно перемещаться между активными сайтами субъединиц E ₁ , E ₂ и E ₃ на собранном BCKDC благодаря конформационной гибкости вышеупомянутых линкеров (см. Фиг. 2 ). Таким образом, с точки зрения функции, а также структуры, компонент E ₂ играет центральную роль в общей реакции, катализируемой BCKDC.

Рисунок 2: Это схематическое изображение «качающегося» липоильного домена

Обратите внимание, что этот липоильный домен ковалентно присоединен к субъединице E 2 BCKDC, но может свободно перемещаться между субъединицами E 1 , E 2 и E 3. Как описано в разделе «Механизм», способность липоильной группы свободно перемещаться между активными центрами на каждой из трех субъединиц BCKDC играет большую и важную роль в каталитической активности этого ферментного комплекса.

Роль каждой субъединицы следующая:

Механизм

Как упоминалось ранее, основная функция BCKDC у млекопитающих — катализировать необратимую стадию катаболизма аминокислот с разветвленной цепью. Однако BCKDC имеет относительно широкую специфичность, также окисляя 4-метилтио-2-оксобутират и 2-оксобутират со сравнимыми скоростями и с аналогичными значениями Km, что и для его аминокислотных субстратов с разветвленной цепью. BCKDC также будет окислять пируват, но при такой медленной скорости эта побочная реакция имеет очень небольшое физиологическое значение.

Механизм реакции следующий

Обратите внимание, что любая из нескольких α-кетокислот с разветвленной цепью могла быть использована в качестве исходного материала; в этом примере α-кетоизовалерат был произвольно выбран в качестве субстрата BCKDC.

ПРИМЕЧАНИЕ. Шаги 1 и 2 выполняются в домене E _1.

ШАГ 1: α-кетоизовалерат соединяется с TPP, а затем декарбоксилируется. Правильный механизм подачи стрелы показан на рисунке 3 .

Рисунок 3: α-кетоизовалерат соединяется с TPP и затем декарбоксилируется

ШАГ 2: 2-метилпропанол-TPP окисляется с образованием ацильной группы, одновременно переносясь на липоильный кофактор на E2

Обратите внимание, что TPP регенерируется. Правильный механизм подачи стрелы показан на рисунке 4 .

Рисунок 4: 2-метилпропанол-TPP окисляется с образованием ацильной группы, одновременно переносясь на липоильный кофактор на E2

Обратите внимание, что TPP регенерируется.

ПРИМЕЧАНИЕ. Ацилированное липоильное плечо теперь покидает E ₁ и поворачивается в активный сайт E ₂ , где происходит этап 3.

ШАГ 3: Перенос ацильной группы в КоА. Правильный механизм подачи стрелы показан на рисунке 5 .

Рисунок 5: Перенос ацильной группы в КоА

* ПРИМЕЧАНИЕ: уменьшенное липоильное плечо теперь переходит в активный сайт E ₃ , где выполняются шаги 4 и 5.

ШАГ 4: Окисление липоильной части коферментом FAD, как показано на рисунке 6 .

Рисунок 6: Окисление липоильной части коферментом FAD.

ШАГ 5: Повторное окисление FADH ₂ до FAD с образованием NADH:

ФАДН ₂ + НАД + -> ФАД + НАДН + Н +

Медицинское использование

Альфа-кетокислоты с разветвленной цепью, такие как α-KIC, обнаруживаются в высоких концентрациях в моче людей, страдающих болезнью мочи кленового сиропа. Это заболевание вызвано частичным дефицитом дегидрогеназы альфа-кетокислот с разветвленной цепью , что приводит к накоплению альфа-кетокислот с разветвленной цепью, включая α-KIC и HMB. Эти кетокислоты накапливаются в печени , и, поскольку может производиться ограниченное количество изовалерил-КоА, эти кетокислоты должны выводиться с мочой в виде α-KIC, HMB и многих других подобных кетокислот . Обострения у людей с этим заболеванием вызваны неправильным питанием. Симптомы болезни мочи кленового сиропа включают сладкую пахнущую мочу, раздражительность , летаргию и, в серьезных случаях, отек мозга, апноэ , кому или дыхательную недостаточность . Лечение включает снижение потребления лейцина и специальную диету, чтобы восполнить недостаток лейцина.

Биологическая активность

Добавки

α-KIC был изучен как пищевая добавка, помогающая выполнять тяжелые физические нагрузки. Исследования показали, что прием-KIC и его производных перед острой физической нагрузкой приводит к увеличению мышечной работы на 10%, а также к снижению мышечной усталости на ранней стадии физической активности. При приеме с другими добавками в течение двухнедельного периода, такими как бета-гидрокси-бета-метилбутират (HMB), участники сообщали об отсроченном начале мышечной болезненности , а также о других положительных эффектах, таких как увеличение объема мышц

Важно отметить, что исследования также показали, что прием ɑ-KIC в отдельности не оказывал значительного положительного воздействия на физическую работоспособность, поэтому его следует принимать вместе с другими эргогенными веществами. ɑ-KIC не доступен как отдельная добавка, но его аминированная форма HMB доступна в капсулах или порошке из соли кальция.

Приложения

Биохимические последствия α-KIC в значительной степени связаны с другими биохимическими путями . Было отмечено, что синтез белка , регенерация скелетных мышц и протеолиз скелетных мышц изменяются при приеме-KIC. Нет большого количества исследований конкретных механизмов, участвующих в этих процессах, но существует заметная корреляция между приемом ɑ-KIC и повышенным синтезом, регенерацией и протеолизом белка скелетных мышц.

Свойства и использование

α-Кетоглутаровая кислота в хирургии

α-Кетоглутаровая кислота приводит к более быстрой оптимизации операций за счет увеличения синтеза АТФ и метаболической поддержки снабжения кислородом сердца и скелетных мышц (синтез белка) и других связанных с этим улучшений работоспособности организма. Добавление α-кетоглутаровой кислоты оптимизирует ход операции за счет профилактического снижения окислительного стресса и ограничения окислительного повышения во время операции, а также уменьшения образования избыточных реактивных частиц, образованных из свободных радикалов (RONS). . Кроме того, α-кетоглутаровая кислота способна увеличить скорость заживления многих заболеваний за счет увеличения синтеза АТФ и активности митохондриального фермента (выработка энергии).

Биологическое значение кетокислот

Цикл Кребса. Щавелевая, пировиноградная и кетоглутаровая кетокислоты являются элементами цикла Кребса или цикла трикарбоновых кислот, а это ключевой этап дыхания всех клеток, использующих кислород, центр пересечения множества метаболических путей в организме.  Кроме значительной энергетической роли цикла он является важным источником молекул предшественников, из которых в ходе других биохимических реакций синтезируются такие важные для жизнедеятельности клетки соединения, как аминокислоты, углеводы, жирные кислоты и др.

Синтез аминоксилот. Так из глутаминовой кислоты синтезируется аминокислота глутамин.

Транспорт азота. Кетоглутаровая кислота также участвует в метаболизме азота. Она реагирует с азотистыми веществами, образующимися в клетке, предотвращая таким образом перенасыщение клеток этими соединениями.

Транспорт аммиака. Еще одной функцией кетоглутаровой кислоты является транспорт аммиака, который образуется в результате катаболизма аминокислот. В клетках печени избыточные аминокислоты в организме лишены аминогрупп. Это приводит к образованию аммиака и кетокислот, которые могут быть использованы для синтеза сахаров и некоторых других аминокислот, используемых в энергетических целях или превращенных в резервный жир. Некоторые кетокислоты с особенно высоким биологическим значением могут образовываться на специализированных синтетических путях, например, пировиноградная кислота является конечным продуктом гликолиза.

Антиоксидантые свойства. Кетоглутаровая кислота также выступает в качестве антиоксиданта, за счет того, что снижает уровень перекиси водорода в клетке.

Актуальность болезни

Дефицит любого из ферментов этого комплекса, а также ингибирование комплекса в целом приводит к накоплению в организме аминокислот с разветвленной цепью и их вредных производных. Эти скопления придают сладкий запах выделениям организма (таким как ушная сера и моча), что приводит к патологии, известной как болезнь мочи кленового сиропа .

Этот фермент является аутоантигеном, распознаваемым при первичном билиарном циррозе , форме острой печеночной недостаточности. Эти антитела, по- видимому, распознают окисленный белок , возникший в результате воспалительных иммунных реакций. Некоторые из этих воспалительных реакций объясняются чувствительностью к глютену . Другие митохондриальные аутоантигены включают пируватдегидрогеназу и оксоглутаратдегидрогеназу с разветвленной цепью , которые являются антигенами, распознаваемыми антимитохондриальными антителами .

Физиологическое значение

α-Кетоглутаровая кислота в цикле лимонной кислоты

В цикле лимонной кислоты ежедневно образуется 1,5-2 кг α-кетоглутаровой кислоты, которая сразу же далее превращается в сукцинил-КоА , который также является частью цикла лимонной кислоты. Цикл лимонной кислоты , расположенный в матриксе митохондрий, в основном используется для окислительного расщепления ацетил-КоА , который образуется при расщеплении углеводов из пирувата , при расщеплении жирных кислот посредством β-окисления и, наконец, при расщеплении некоторых аминокислоты расщепляются. Ацетил-КоА расщепляется на СО ₂ и восстановительные эквиваленты ( НАДН , ФАДН ) в циклическом процессе, в цикле лимонной кислоты . Повторное окисление этих восстановительных эквивалентов в дыхательной цепи обеспечивает значительное количество энергии в форме АТФ . Лимонная кислота цикл тесно связан с содержанием углеводов, жирами и аминокислотами обмена веществ и обеспечивает исходные продукты для глюконеогенеза , жирные кислоты биосинтеза , биосинтез гема и синтез заменимых аминокислот. Регуляция цикла лимонной кислоты происходит через потребность клеток в энергии. Если он увеличивается, ферментный комплекс активируется . В итоге на моль ацетильного остатка в цитратном цикле образуется 2 моля CO ₂ , 3 моля NADH / H + и 1 моль восстановленного убихинола . Путем окислительного фосфорилирования клетка получает 12 моль АТФ из этих восстановленных коферментов .

α-Кетоглутаровая кислота в спорте

α-Кетоглутаровая кислота играет важную роль, особенно в спорте. «Добавка с α-кетоглутаровой кислотой безопасна для здоровья в нынешней форме использования и дозировке, адаптированной к массе тела». Однако это также приводит к повышению устойчивости и дополнительному улучшению тренировочного эффекта во время занятий спортом. Кроме того, добавка α-кетоглутаровой кислоты ускоряет синтез мочевины во время физических тренировок и вызывает снижение выработки мочевины.

Метаболизм лейцина

Лучшие добавки с ААКГ

Добавки содержат чистый L-Arginine-alpha-ketoglutarate без посторонних примесей. В составе качественных препаратов отсутствуют аллергены, соевые белки или ГМО-продукты. Для улучшения органолептических свойств БАДов производители используют натуральные ароматизаторы, а также вкусовые добавки.

Таблетки и капсулы с ААКГ выпускаются в средних дозировках 1 000-3 000 мг. Порошок расфасован в большие пакеты или банки по 100-250 г.

ТОП-6 биодобавок на основе аргинина альфа-кетоглутарата:

Где купить

На Айхерб действует скидка до 10% по этому промокоду:

AGK4375

Активировать

Промокод активируется в корзине после добавления 1-го товара и действует только на 1-й заказ.

Важнейшие кетокислоты

Пировиноградная кислота — один из центральных промежуточных продуктов в ходе взаимного преобразования углеводов, липидов и белков в живых организмах.

Пировиноградная (2-оксопропанова, α-кетопропионова, ацетилформиатна) кислота — жидкость, кипит при 165 °С (с разложением), хорошо растворяется в воде, диэтиловом эфире и этаноле, имеет резкий запах. Получают путем окисления лактатной кислоты. Одновременно имеет свойства кислот и кетонов. Соли и эфиры пировиноградной кислоты называют пируват. Присоединяя водород превращается в лактатную кислоту. При окислении образует ацетатную кислоту и оксид углерода. Эти реакции происходят и в живых организмах.

При взаимодействии пировиноградной кислоты и аммиака образуется важная для организма аминокислота — аланин. В результате взаимодействия пировиноградной кислоты с коферментом-А и тиолом образуется важнейший промежуточный продукт многих реакций — ацетил-коА. Пировиноградная кислота является промежуточным продуктом спиртового брожения и других аналогичных реакций, таких как цикл Кребса.

Левулиновая кислота — обладает антисептическими свойствами.

Левулиновая кислота (γ-кетовалерианова, 4-оксовалериановая, β-ацетилпропионовая, 3-ацетопропионовая) кислота — твердое кристаллическое вещество, температура плавления 35 °С, температура кипения 246 °С, легко растворяется в воде, спирте, эфире. 

Левулиновая кислота используется в фармацевтической промышленности

Кетоглутаровая кислота — как было указано выше, это важнейший элемент в цикле трикарбоновых кислот, является промежуточным продуктом синтеза и катаболизма аминокислот.

Кетоглутаровая кислота (2-оксобутандиовая, α-кетоглутаровая) — кристаллическое вещество, температура плавления 115 °С, растворяется в воде и этаноле.

Ацетоуксусная кислота — метаболит β-окисления жирных кислот внутри живой клетки.

Ацетоуксусная (β-кетомасляна кислота) — жидкое вязкое вещество, кипит при температуре 100 °С (с разложением), хорошо смешивается с водой, растворяется в спирте и эфире. Образует ацетон при нагревании или комнатной температуре.

Эфир ацетоуксусной кислоты используют в фармацевтической промышленности при производстве препаратов из группы анальгетики и антипиретики.

Увеличение уровня ацетоуксусной кислоты в плазме крови часто связывают с наличием в организме патологических процессов. Например, это явление наблюдается у людей больных сахарным диабетом.

Щавелевоуксусная кислота — метаболит в цикле трикарбоновых кислот и глюкогенезе, играет большую роль в углеводном обмене. Из этой кислоты и ацетил кофермента А синтез лимонной кислоты.

Щавелевоуксусная (2-оксобутандиовая) — является одновременно α- и β-оксокислотой, имеет температуру плавления 161 °С.

Глутаминовая кислота как препарат

Кислота глутаминовая (Acidum glutaminicum; син.: Acidum gluta-micum, Acidogen, Acidulin, Glutan, Glutansin) — белый кристаллический порошок кислого вкуса, практически нерастворим в холодной воде, растворим в горячей воде, нерастворим в спирте.

При приеме внутрь хорошо всасывается из жел.-киш. тракта и быстро обнаруживается в крови. Распределение Г. к. в тканях происходит неравномерно: в больших количествах она фиксируется в мышечной и нервной тканях, в печени, почках. Местно оказывает раздражающее действие. Резорбтивное действие Г. к. определяется ее участием в обмене веществ. Наиболее отчетливо под влиянием Г. к. уменьшается содержание аммиака в тканях.

Применяется Г. к. преимущественно в неврол, и психиатрической практике при лечении различных заболеваний ц. н. с.: олигофрении, психозов, реактивных состояний (особенно астенодепрессивных и астеноипохондрических), неврозов, эпилепсии (преимущественно малых припадков с эквивалентами). Терапевтический эффект Г. к. при эпилепсии объясняется способностью препарата снижать концентрацию аммиака в крови и нормализовать содержание в ней дикарбоновых к-т.

В детской психоневрол, практике Г. к. применяется при задержке психического развития различной этиологии, при болезни Дауна, невротических состояниях, в восстановительном периоде после энцефалита, туберкулезного менингита, полиомиелита.

В комбинации с тиамином (см.) и пиридоксином (см.) Г. к. рекомендуют назначать для профилактики и лечения нейротоксических побочных эффектов препаратов группы гидразида изоникотиновой к-ты (изониазида, фтивазида и др.).

Препарат Г. к. применяется внутрь или внутривенно. Внутрь Г. к. назначают по 1 г 2—3 раза в день за 15—30 мин. до еды. В случае возникновения диспептических расстройств препарат следует принимать во время или после еды. Длительность курсов лечения колеблется от 1—2 до 6—12 мес. Внутривенно применяют 1% р-р Г. к. по 10—20 мл ежедневно или через день курсами по 15—20 инъекций.

Побочное действие Г. к. обычно проявляется диспептическими расстройствами и признаками возбуждения ц. н. с. При применении препарата в виде порошков может наблюдаться раздражение слизистой оболочки рта. В целях профилактики этого осложнения следует после приема порошков полоскать рот слабым раствором гидрокарбоната натрия (питьевой соды). Для уменьшения побочного действия Г. к. на жел.-киш. тракт следует использовать для приема внутрь таблетки, покрытые оболочкой, или таблетки, растворимые в кишечнике.

Противопоказания к назначению Г. к.— заболевания печени, почек, жел.-киш. тракта, органов кроветворения, лихорадочные состояния, повышенная возбудимость.

Формы выпуска: порошок, таблетки, покрытые оболочкой (Tabulettae Acidi glutaminicae obductae), по 0,25 г, таблетки, растворимые в кишечнике (Tabulettae Acidi glutaminici enterosolubiles), no 0,25 г; ампулы по 5 и 10 мл 1% р-ра. Близкими к Г. к. по действию и применению являются ее кальциевая и магниевая соли.

Библиография: Браунштейн А. Е. Биохимия аминокислотного обмена, М., 1949, библиогр.; МайстерА. Биохимия аминокислот, пер. с англ., М., 1961; Сила* к о в а А. И. Глютамин и глютаминовая кислота в мышцах при различных функциональных состояниях организма, в кн.: Вопр, биохимии мышц, под ред. Д. Л. Ферд-мана, с. 221, Киев, 1954, библиогр.; G г е-enstein J. P. a. Winitz М. Chemistry of the amino acids, v. 1—3, N. Y. — L., 1961; Meister A. Biochemistry of the amino acids, v. 1—2, N. Y., 1965; Pharmacological basis of therapeutics, ed. by L. S. Coodman a. A. Gilman, L., 1975.